2026年8月5日,云南大学生命科学学院于黎研究员和王晓萍副研究员在国际著名期刊《Nature Communications》(JCR分区:Q1,IF=18.1)在线发表题为“Single-cell profiling decodes patagium development in gliding mammal”的研究论文。该研究以滑翔哺乳动物复齿鼯鼠(Trogopterus xanthipes)为研究对象,系统解析了翼膜发育过程中的细胞基础和分子调控机制,构建了滑翔哺乳动物翼膜发育的单细胞图谱,并提出了成纤维细胞通过利用保守发育信号促进真皮-表皮互作,从而促进翼膜形态建成的机制。

滑翔运动是哺乳动物适应树栖环境并实现空中高效移动的重要演化策略,也是多种空中运动适应形式中的重要组成部分。连接前后肢的特化皮肤结构——翼膜(patagium),赋予滑翔哺乳动物独特的空气动力学能力,使其能够在复杂森林环境中实现高效移动。然而,这一复杂适应性结构如何在胚胎发育过程中形成,其背后的细胞组成、组织重塑过程及分子调控机制长期以来仍缺乏系统解析。
研究结果发现,复齿鼯鼠翼膜发育过程中伴随着显著的组织重塑和细胞状态转变。组织学分析表明,翼膜发育过程出现远端真皮细胞聚集、表皮增厚及上皮细胞极化等特征,提示其发育并非普通皮肤的简单扩展,而是经历了特异性的发育重构过程。基于单细胞核转录组分析,研究团队构建了复齿鼯鼠翼膜发育图谱,鉴定出13类主要细胞群,并发现成纤维细胞是翼膜发育过程中发生状态变化最显著的细胞群。其中,Fr和Fp2两个成纤维细胞亚群在翼膜中显著富集,Fr主要参与细胞外基质组织和真皮结构维持,而Fp2则与翼膜区域化塑形及远端真皮细胞聚集密切相关。进一步研究发现,Fp2和Fr成纤维细胞通过分泌Fgf7、Fgf10及Wnt5a信号分子,与上皮细胞建立增强的真皮-表皮互作网络,并促进表皮增厚。

该研究从单细胞水平系统揭示了滑翔哺乳动物翼膜发育中“细胞状态重塑-信号互作-组织特化”的过程,提出了复杂适应性性状并非依赖全新发育程序产生,而是通过保守发育模块在特定细胞类型中的重新部署实现的新机制。研究发现,特异性成纤维细胞亚群作为关键调控节点,通过非经典WNT和FGF信号介导真皮-表皮协同作用,促进翼膜形态建成,为理解哺乳动物复杂形态创新的细胞基础和演化机制提供了新的理论视角。
云南大学生命科学学院博士研究生林友福、硕士研究生黄双先、陕西省动物研究所车利锋副研究员为本文共同第一作者,云南大学于黎研究员和王晓萍副研究员为本文共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金重点项目(32230013),国家自然科学基金地区项目(32360120),云南省科技领军人才专项(202305AB350001)和中央引导地方科技专项(202407AB110004)的资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-76329-2